package top.minuy.structure.graph.representations.matrix;

import top.minuy.structure.linear.array.Array;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.Scanner;



/**
 * 图的邻接矩阵表示 简单图
 * <p>
 * adjacency matrix 邻接矩阵
 * <p>
 * adjacency [ə'dʒeɪsnsɪ] n. 接（邻）近；毗邻；相邻性；邻接（物）；邻近距离
 * matrix [ˈmeɪtrɪks] n. 矩阵;(人或社会成长发展的)社会环境，政治局势;线路网;道路网
 *
 * @author Minuy
 * @time 15:34
 * @date 2021/11/15
 */
public class AdjMatrix {
    private int V; // 顶点个数
    private int E; // 边的条数
    private int[][] adj; // 邻接矩阵

    public AdjMatrix(String fileName) {
        File file = new File(fileName);

        // 这种语法可以不用手动关闭输入流
        try (Scanner scanner = new Scanner(file)) {
            V = scanner.nextInt(); // 读入顶点数量
            if (0 > V) {
                // 顶点数量 必须是非负数的
                throw new IllegalArgumentException("V must be non-negative.");
            }
            adj = new int[V][V]; // 创建邻接矩阵

            E = scanner.nextInt(); // 读入边的数量
            if (0 > E) {
                // 边数量 必须是非负数的
                throw new IllegalArgumentException("E must be non-negative.");
            }
            for (int i = 0; i < E; i++) {
                int a = scanner.nextInt(); // 读入第一个顶点
                validateVertex(a);
                int b = scanner.nextInt(); // 读入第二个顶点
                validateVertex(b);
                if (a == b) {
                    // 自环，不允许出现在简单图中
                    throw new IllegalArgumentException("Self Loop is Detected!");
                }
                if (adj[a][b] == 1) {
                    // 平行边，不允许出现在简单图中
                    throw new IllegalArgumentException("Parallel Edges are Detected!");
                }
                adj[a][b] = 1; // 连接两个顶点
                adj[b][a] = 1; // 无向图的表示是两边都相连的
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 验证顶点序号的合法性
     *
     * @param v 顶点值
     * @author Minuy
     * @date 2021/11/15 17:26
     */
    private void validateVertex(int v) {
        if (v < 0 || v >= V) {
            throw new IllegalArgumentException("Vertex " + v + " is valid.");
        }
    }

    /**
     * 只读，边的数量
     *
     * @return int 边的数量
     * @author Minuy
     * @date 2021/11/15 17:35
     */
    public int E() {
        return E;
    }

    /**
     * 只读，顶点的数量
     *
     * @return int 顶点的数量
     * @author Minuy
     * @date 2021/11/15 17:35
     */
    public int V() {
        return V;
    }

    /**
     * 验证两个顶点之间是否有变
     *
     * @param v 顶点1的序号
     * @param w 顶点2的序号
     * @return boolean 有无边
     * @author Minuy
     * @date 2021/11/15 17:38
     */
    public boolean hasEdge(int v, int w) {
        validateVertex(v);
        validateVertex(w);
        return adj[v][w] == 1;
    }

    /**
     * 返回与顶点v相邻的所有顶点
     *
     * @param v 顶点v
     * @return Array<Integer> 与顶点v相邻的所有顶点
     * @author Minuy
     * @date 2021/11/15 17:40
     */
    public Array<Integer> adj(int v) {
        validateVertex(v);
        Array<Integer> array = new Array<>();
        for (int i = 0; i < V; i++) {
            if (adj[v][i] == 1) {
                array.add(i);
            }
        }
        return array;
    }

    /**
     * 获取顶点v的度
     *
     * @param v 顶点v
     * @return int 顶点v的度
     * @author Minuy
     * @date 2021/11/15 17:46
     */
    public int degree(int v) {
        // 在adj中已经验证了v
        return adj(v).size();
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(String.format("V = %d, E = %d\n", V, E));
        for (int i = 0; i < V; i++) {
            for (int j = 0; j < V; j++) {
                sb.append(String.format("%d  ", adj[i][j]));
            }
            sb.append("\n");
        }
        return sb.toString();
    }
}
